(共9张PPT)
力学知识架构
力学解决的基本问题:
——力与运动的关系问题(三种回答)
运动学——运动的描述及常见运动的特点和规律
静力学——常见力的认识及其物体的平衡
动力学——回答力与运动的关系
力 学
第一章 运动的描述
本章内容要点
——物体在空间中所处的位置发生变化,这样的现象称为机械运动,简称运动。
1.运动是绝对的,静止是相对的。
2.同一运动在不同的观察者看来,结果可能是不同的。
第一节 认识运动
——在描述一个物体的运动时,选来作为标准的另外的物体叫做参考系。
1.物体一旦被选做参照系,则认为此物体是静止的。
2.同一个运动,如果选不同的参考系,结果可能不相同。
3.参考系的选取是任意的,一般视研究的问题而定。
二.参考系(参照物)
一.运动的概念
第一节 认识运动
——忽略物体的形状和大小,用一个没有大小、只有质量的点来代替整个物体,这个点叫做质点。
显然,质点是物体的一种近似。
那么,什么情况下可以用质点来代替物体呢?
有人说:只有物体足够小,才可以把该物体看作质点。你同意这种说法吗?请发表你的观点。
【注意】
能否将物体看成质点是根据物体的形状和大小在所研究的问题中是否可以忽略,而不是根据物体的大小,有的物体尽管很小,却不能视为质点,而有的物体尽管很大,却可以看作质点。
三.质点
第一节 认识运动
【问题1】
一列火车从北京开往上海,在计算运行时间时,可以忽略列
车的长短,把它视为质点吗?同样这列火车,要计算它通过黄河
铁路大桥所需时间时,能否把列车视为质点?
【问题2】
地球虽然很大,但在研究地球绕太阳的公转时,却可视为质
点;乒乓球虽然小,在研究它的旋转对运动的影响时,却不能看
成质点。请说明为什么?
第一节 认识运动
物理方法——根据所研究问题的性质和需要,抓住问题中的主要因素,忽略其次要因素,建立一种理想化的模型,使复杂问题得到简化,这是一种重要的科学研究方法。质点就是这样一个理想化模型。
这是一种科学抽象。那以前接触过这样的物理模型吗?
——光滑的水平面、轻质弹簧。
结论:实际物体在下列三种情况下都可简化为质点:
⑴如果物体的各部分的运动情况都相同,此物体可当作质点。
⑵物体的形状大小远远小于所研究的距离,此物可当作质点。
⑶物体的自身大小在所研究的问题中不起主要作用。
——在中学物理中,所研究的物体,除非涉及到转动,一般都可把它们当作质点。
问题:
1.诗句“满眼风波多闪烁,看山恰似走来迎;仔细看山山不动,是船行”中,“看山恰似走来迎”和“是船行”所选的参考系分别是什么?
2.第一次世界大战期间,一飞行员驾机飞行时,发现座舱外有一黑色小物体,他伸手抓过来一看,竟是—颗子弹头!飞行员为何没被子弹击伤?如果飞行员站在地面上,他还敢抓飞行中的子弹吗?
3.质点就是很小的物体吗?很大的物体就一定不能看作质点吗?
第一节 认识运动
第一节 认识运动
GPS要由空间卫星系统、地面监控系统、用户接收系统三
大部分构成,天上地下协同工作,才能完成定位。
它一般是由24颗工作卫星组成,它们均匀分布在6个轨道平
面上,每个轨道上均匀分布有4颗卫星。(共14张PPT)
课题:匀变速直线运动与汽车行驶安全
【回顾】匀变速直线运动规律小结:
速度公式:
位移公式:
重要推论:
纸带分析重要结论:
匀变速直线运动的物体在相邻的、相等的时间间隔T内的位移之差△s是相同的。
即:△s = aT 2 ——常用来求加速度(匀变速直线运动基本性质)
匀变速直线运动的物体在某一时间内的平均速度等于该时间中点时刻的瞬时速度。
即:
——常用来求瞬时速度。
第四节 匀变速直线运动与汽车行驶安全
一. 心灵的震撼 —— 撞车事故模拟
二. 触目惊心 —— 车祸猛于虎
三. 匀变速直线运动与汽车行驶安全
四. 汽车行驶安全分析
五. 汽车行驶安全实例
第四节 匀变速直线运动与汽车行驶安全
“吻”之过
第四节 匀变速直线运动与汽车行驶安全
夹心饼干
第四节 匀变速直线运动与汽车行驶安全
欲哭无泪
第四节 匀变速直线运动与汽车行驶安全
头之不存 人将安乎
第四节 匀变速直线运动与汽车行驶安全
高速坦途你不走 黄泉坎坷你偏行
第四节 匀变速直线运动与汽车行驶安全
车祸猛于虎 吃人没商量
第四节 匀变速直线运动与汽车行驶安全
车祸狂飙一起 立即缚住车龙
第四节 匀变速直线运动与汽车行驶安全
无言的呻吟
第四节 匀变速直线运动与汽车行驶安全
【问题1】汽车在高速公路行驶的速度为108 km/h,若驾驶员发现前方80m处发生了交通事故,马上紧急刹车,汽车以恒定的加速度要经过4s才停下来。问:该汽车是否会有安全问题?
【思考】在此问题中,可以根据汽车经过80m后停下来所需的时间来判断汽车是否安全吗?此时,问题中的4s有什么意义?
【问题2】在问题1中,如果驾驶员看到交通事故时的反应时间是0.5s,该汽车是否会有安全问题?
【四个概念】
①反应时间 ②反应距离 ③刹车距离 ④安全距离
【讨论】影响行车安全的因素:
①反应时间
——驾驶员的反应时间与其注意力集中程度、驾驶经验和体力状态有关,驾驶员酒后或极度疲劳将造成反应时间增加2~3倍。
②反应距离
——与车辆行驶的速度 v 和驾驶员的反应时间t 直接有关。
③安全距离
——与车辆行驶的速度v 、驾驶员的反应时间t 、车辆制动能力、轮胎与路面的附着力以及载重量有关。
【结论】保证行车安全的几点建议:
①杜绝酒后或极度疲劳状态下开车,谨慎驾驶;
②保持车况良好,随时注意检查制动系统;
③保持合理车距;
④严禁超速行驶;
⑤严禁超载。
第四节 匀变速直线运动与汽车行驶安全
第四节 匀变速直线运动与汽车行驶安全
【例题】甲汽车以72 km/h的速度在平直公路上运动,因前方有乙车在同车道同方向匀速行驶,立即刹车,作匀减速运动,加速度大小为2 m/s2,求:
⑴甲车刹车后通过64 m位移需多长的时间?
⑵甲车刹车后经20 s的位移多大?
⑶若前方乙车的速度为10 m/s,甲驾驶员刹车时,二车的距离为40 m,问两车是否会相撞?
⑷若甲车驾驶员的反应时间为0.5 s,则两车是否会相撞?
【答案】
⑴4 s
⑵100 m
⑶不会相撞。(共12张PPT)
1.书本放在讲台上处于静止状态,怎样才能让它运动?
2.静止在水平地面上的小推车,怎样才能让它运动起来?
3.行驶中的汽车在关闭发动机后,将作怎样的运动?
请根据实际经验思考并回答下列问题:
【经验结论】
1.静止的物体不受力的作用就不能运动。
2.运动的物体失去了力的作用运动就不能继续下去。
【问题】
物体的运动真的需要用力来维持吗?
第一节 伽利略的理想实验与牛顿第一定律
——力是维持物体运动状态的原因。一切运动物体终将归于静止。
力与运动关系的几种看法:
【说明】
科学来源于实际。
在科学并不发达的年代,人们常常从经验出发,经过简单思考来探究自然规律。
这种经验结论是否科学、是否是真理,必须经过实践的检验。因为事物的本质有时会被掩盖在表面现象中。
1.亚里士多德的观点 (2000年前古希腊)
——物体的运动并不需要力来维持。物体会停下来是因为受到摩擦阻力的缘故,力是改变物体运动状态的原因。
力与运动关系的几种看法:
【说明】
伽利略构想的理想实验(又称假想实验)以可靠的事实为基础,把实验与逻辑推理和谐地结合在一起。这种科学探究的方法有力地推动了科学的发展。
2.伽利略的观点(17世纪意大利)
3.笛卡儿的观点(17世纪法国)
——如果没有其它原因,运动的物体将继续以同一速度沿着一条直线运动,既不会停下来,也不会偏离原来的方向 。
力与运动关系的几种看法:
4.牛顿的观点(1687年英国)
力与运动关系的几种看法:
【牛顿第一定律的意义】
⑴揭示了力和运动的关系。
⑵指出了物体的一种属性——惯性。
——正应为如此,牛顿第一定律又称为惯性定律。
——一切物体总保持匀速直线运动状态或静止状态,直到有外力迫使它改变这种状态为止。这就是著名的牛顿第一定律。
【讨论与交流】
第一节 伽利略的理想实验与牛顿第一定律
1.什么是惯性:
——物体具有保持原有运动状态的性质,这种性质就称为惯性。
2.物体的惯性大小由什么因素决定?
①运动形式 ②运动状态 ③受力情况 ④物体质量
【答案】 质量是物体惯性大小的量度。④正确
3.惯性的本质
①一切物体都具有惯性,惯性是物体的一种固有属性。
②物体受外力作用时,惯性表现为改变其运动状态的难易程度。
关于惯性:
【例1 】竖直向上托起的排球,离开手后能继续向上运动,这是由于:
A.排球受到向上的冲力的作用。
B.排球受到惯性力的作用。
C.排球具有惯性。
D.排球不受阻力的作用。
第一节 伽利略的理想实验与牛顿第一定律
【例2 】一切物体都有惯性,但是:
A.运动时的惯性比静止时的惯性大。
B.运动越快,物体的惯性越大。
C.物体受力越大,惯性越大。
D.物体的惯性在任何情况下都是不变的。
【答案】C
学以致用
【答案】D
【例3】关于伽利略理想实验,下列认识正确的是:
A.理想实验是不科学的假想实验。
B.理想实验所得到的结论是不可靠的。
C.理想实验是一种科学方法。
D.牛顿第一定律描述的是一种理想化状态。
【例2 】火车在长直轨道上匀速行驶,坐在门窗密闭的车厢内的一人将手中的钥匙相对车竖直上抛,钥匙将落在
A.手的后方 B.手的前方
C.落在手中 D.无法确定
学以致用
第一节 伽利略的理想实验与牛顿第一定律
第一节 伽利略的理想实验与牛顿第一定律
小结:对力和运动关系的看法的发展历程
年 代 代表人物 对力和运动关系的看法
2000年前
古希腊 亚里士多德 力是维持物体运动状态的原因。
17世纪
意大利 伽利略 物体的运动并不需要力来维持。
1687年
英国 牛 顿 一切物体总保持匀速直线运动状态或静止状态(惯性),直到有外力迫使它改变这种状态为止。
牛顿第一定律定性地回答了力和运动的关系,即力不是维持物体运动的原因,力是改变物体运动状态的原因。
那么,如何定量地回答力和运动的关系呢?
伽利略的理想实验
伽利略理想实验
伽利略针和单摆实验
关于牛顿第一定律的理解
⑴牛顿第一定律不是一条实验定律,它是牛顿以伽俐略的理想实验为基础,总结前人的研究成果,加之丰富的想象而提出来的
⑵牛顿第一定律说明了物体不受力时的运动状态是匀速直线运动或静止。 所以说:力不是物体运动的原因 ,
⑶一切物体都有保持匀速直线运动状态或静止状态的性质,这种性质叫做惯性。
所以说:一切物体都有惯性 。
⑷外力的作用是迫使物体改变运动状态。
所以说:力是改变运动状态的原因。
⑸自然界实际上不存在不受力的物体,但物体所受合外力为零或某一方向受力为零的情况大量存在,牛顿定律也符合这些情况
爱因斯坦谈伽利略的贡献
……
伽利略的发现以及他所应用的科学的推理方法是人类思想史上最伟大的成就之一,而且标志着物理学的真正开端,这个发现告诉我们,根据直接观察所得出的结论不是常常可靠的,因为他们有时会引到错误的线索上去。
……
人的思维创造出一直在改变的一个宇宙图景,伽利略对科学的贡献就在于毁灭直觉的观点而用新的观点来代替它。这就是伽利略的发现的重大意义。
——摘自A·爱因斯坦、L·英费尔德著《物理学的进化》(共11张PPT)
第一章 运动的描述
本章内容要点
〖匀速直线运动 s—t 图的意义〗
①s=vt,显然匀速直线运动 s—t 图是s=vt的反映;
②通过s—t 图可以直接读出运动过程中对应时刻(间)的位置(移);
③ s—t 图直线的斜率表示匀速直线运动的速度。
④匀速直线运动v—t图的比较:
1.建立一个直角坐标系,纵轴表示位移s, 横轴表示时间t ;(注意标明单位)
2.在坐标轴上根据实验数据规划好刻度;
3.根据实验数据描点;
4.用一条直线将各点连接起来。
一.匀速直线运动的位移图象
第五节 用图象描述直线运动
第五节 用图象描述直线运动
A
B
C
D
请叙述下列图象的意义
第五节 用图象描述直线运动
②通过 v—t 图,可以读出物体运动的速度(大小、方向);
③s=vt,匀速直线运动v—t图线下的面积表示运动的位移。
④匀速直线运动 v—t 图的比较
① ,s=vt,显然匀速直线运动 v—t 图是v=c的反映;
〖匀速直线运动 v—t 图的意义〗
1.建立一个直角坐标系,纵轴表示速度v, 横轴表示时间t;(注意标明单位)
2.在坐标轴上根据实验数据规划好刻度;
3.根据实验数据描点;
4.用一条直线将各点连接起来。
二.匀速直线运动的速度图象
第五节 用图象描述直线运动
1.建立一个直角坐标系,纵轴表示速度v, 横轴表示时间t ;(注意标明单位)
2.在坐标轴上根据实验数据规划好刻度;
3.根据实验数据描点;
4.用一条直线将各点连接起来。
三.匀变速直线运动的速度图象
②通过 v—t 图,可以读出某一时刻物体运动的瞬时速度;
③直线的斜率表示匀变速直线运动的加速度;
④匀变速直线运动 v—t 图的比较:
⑤匀减速直线运动的 v—t 图(思考)
由 得
〖匀变速直线运动 v—t 图的意义〗
①匀变速直线运动 v—t 图是 的反映;
思考:
匀变速直线运动的 v—t 图中怎样表示物体的位移???
思考:匀变速直线运动的 v—t 图中怎样表示物体的位移?
第五节 用图象描述直线运动
结论:匀变速直线运动的 v—t 图中面积表示物体的位移。
位移公式:
平均速度:
第五节 用图象描述直线运动
请叙述下列图象的意义
A
B
第五节 用图象描述直线运动
t/s
s/m
2
4
0 1 2 3 4
6
【例题1】某人沿一条直线运动的 s—t 图象如图所示,求:
1.此人在第1s内作何种运动?速度多大?
2.1.5s末的速度?
3.最后2s内的速度?
4.此人在0~4s内的平均速度?
第五节 用图象描述直线运动
【例题2】下图表示一列火车运行情况,在120s的时间内,总位移为1400m。试回答下列问题:
1.列车在各段时间内作怎样的运动?
2.列车加速经过了多少时间?
3.列车启动时的加速度为多大?
第五节 用图象描述直线运动
【例题3】龟兔赛跑是大家小时侯就听过的故事,请叙述故事梗概并画出龟兔的 s—t 图和 v—t 图。
过程分析
1.开始时,乌龟以较小的速度作匀速直线运动,兔子飞快地跑一段。
2.途中,乌龟仍以较小的速度作匀速直线运动,兔子睡起了大觉。
3.结束时,乌龟还是以较小的速度作匀速直线运动,兔子又飞快地追赶。最终还是落后于乌龟。
匀速直线运动 匀变速直线运动
位移图象 速度图象 速度图象
图象
特征 直线 直线 直线
意义 直读位移 直读速度 直读速度
纵轴截距 初始位置 × 初速度
斜率 速度 × 加速度
面积 × 位移 位移
直线运动图象信息的比较(共5张PPT)
第一章 运动的描述
本章内容要点
第二节 时间 位移
请讨论下列情形中涉及的是什么概念?
物理中经常出现的说法:
①第2秒初、第3秒末、开始运动时……
②第2秒内、前3秒中、开始运动至静止时时……
在国际单位制(SI制)中,时间和时刻的单位:秒(s)
一.时间与时刻
3.路程与位移的比较
①路程只有大小,没有方向,是标量;
②位移有大小,有方向,是矢量;
③质点在做方向不变的直线运动时,位移大小才等于路程,其 他情况下位移要小于路程。
④路程与位移在国际单位制中有相同的单位:米(m)
第二节 时间 位移
请讨论下列情形中涉及的是什么概念?
二.路程与位移
1.路程—物体运动轨迹的长度;
2.位移—从物体运动的起点指向运动的终点的有向线段 ;
第二节 时间 位移
三.打点计时器——记录物体运动的时间和位移
【讨论与交流】
①纸带上的点与小车的位移和时间是如何对应的?
②怎样将纸带上的点变成相关的数据?
③怎样进行数据分析?
〖问题1〗对“某人走了1km的路”,甲认为这1km指的是位移,乙则认为这1km指的是路程,根据你自己的理解对甲、乙的说法作一评述。
〖问题2〗一条小船在广阔的湖面航行,开始向东行驶了20km,接着向西行驶8km,再又向北航行了16km,求小船在此过程中的位移和所走的路程。
第二节 时间 位移(共4张PPT)
第一章 运动的描述
本章内容要点
第三节 物体运动的速度
【问题】如何描述物体运动的快慢?
初中:物体通过的路程与所用时间的比值叫做速度。
缺陷:①不能反映运动的方向;
②不能准确地描述物体运动的快慢。
一.平均速度
1.定义——位移和发生这段位移所用时间的比值。
2.矢量性——平均速度的方向与物体的位移方向相同。
3.单位——SI制中,速度的单位是:m/s(米每秒)
【特别提示】
从物理学的角度,初中定义的“速度”应该称为“平均速率”
第三节 物体运动的速度
【讨论与交流】
①用平均速度来描述运动的快慢还是十分粗略的。
二.瞬时速度
1.定义——物体运动过程中通过通过某点时(某一时刻)的速度。
2.实质——物体在某时刻前后无穷短的时间内的平均速度
3.矢量性——瞬时速度的方向就是物体此时的运动方向。
(即轨道的切线方向)
4.单位——SI制中,速度的单位是:m/s(米每秒)
5.瞬时速度与平均速度在日常生活中经常混淆使用,要注意区别。
——物理学中通常把瞬时速度简称为速度,其大小称为速率。
②怎样细致地描述物体运动过程中通过某点时的速度?
第三节 物体运动的速度
【例1】一列火车沿平直轨道运行,先以10m/s 的速度匀速行驶15min,随即改以15m/s 的速度匀速行驶10min,最后在5min 内又前进1000m 而停止.则该火车在前25min 及整个30min 内的平均速度各为多大?它通过最后2000m 的平均速度是多大?
【例2】一辆汽车先以速度v1 通过前1/3的位移,再以速度v2=50km/h通过其余的位移.若整个位移中的平均速度v=37.5km/h,则第一段位移的速度为多少?(共2张PPT)
第七节 力学单位
一. 使用统一单位的意义
1.方便交往;
2.在一定程度上表现出一种文化认同倾向。
二. 单位制的构成
——由基本单位和导出单位所组成的一系列完整的单位体制。
导出单位——根据定义和规律推导出来的单位。
基本单位——人为选定几个物理量的单位作为基本单位。
选择不同的基本单位构成不同的单位制。
国际单位制(用SI表示)的基本单位如下表:
长度 米 m
质量 千克 kg
时间 秒 s
电流 安[培] A
热力学温度 开[尔文] K
物质的量 摩[尔] mol
发光强度 坎得拉 cd
三. 国际单位制(SI制)
检索或参阅相关文献,看看力学单位是如何具体规定的。
第七节 力学单位(共11张PPT)
【实验二】人站在体重计上,作如下运动:
1.快速蹲下
2.快速站起
观察体重计的示数如何变化?
【实验一】把物体挂在弹簧秤下,用手带动弹簧秤和物体一起:
1.向上加速运动
2.向下加速运动
观察弹簧秤的示数如何变化?
【观察与思考】
——拉力大于重力
——拉力小于重力
——读数小于重力
——读数大于重力
【实验三】在竖直升降的电梯中人站在体重计上,作如下运动:
1.加速上升
2.加速下降
观察体重计的示数如何变化?
——读数小于重力
——读数大于重力
——超重与失重
第六节 超重与失重
【几个概念】
1. 实重——物体实际受到的重力大小称为实重。(即真实重量)
2. 视重——测量出来的重力大小称为视重。(即表现出来的重量)
3. 超重——视重大于实重,称为超重。
4. 失重——视重小于实重,称为失重。
5. 完全失重——视重等于零,称为完全失重。
【特别提醒】
——无论是超重、失重还是完全失重,物体所受到的重力是不变的。不同的只是重力的作用效果。
【问题】在弹簧秤下端挂一质量为m的钩码,分别以加速度a做如下运动时,弹簧秤的拉力如何?
1.加速上升
2.加速下降
3.减速上升
4.减速下降
【理论探究】超重和失重的解释
——读数小于重力(视重小于实重)——失重
——读数大于重力(视重大于实重)——超重
——读数小于重力(视重小于实重)——失重
——读数大于重力(视重大于实重)——超重
【规律总结】
1.产生超重的条件
——当物体的加速度方向向上时,即a↑。
——当物体的加速度方向向下时,即a↓ 。
2.产生失重的条件
第六节 超重与失重
超重失重两纷纷,拉力支持定乾坤;
重力长存无变故,超失须看加速度。
第六节 超重与失重
【例题】有一质量为60kg的人站在一放置于升降机的底板上的台秤上,当升降机作如下运动时,台秤的示数为多少?
1.升降机以v=5m/s的速度匀速上升时;
2.升降机以a=5m/s2的加速度加速上升时;
3.升降机以a=5m/s2的加速度减速上升时;
4.升降机以a=5m/s2的加速度加速下降时;
5.升降机以a=5m/s2的加速度减速下降时;
6.升降机以a=g的加速度加速下降时;
日常生活中的超重和失重现象
2. 利用体重计称量体重时,人在体重计上要保持静止。
3. 乘竖直升降的电梯,在升降过程中,体验超重和失重。
4. 乘快速行驶的汽车,突遇上坡或下坡,体验超重和失重。
5. 游乐园里,乘座过山车,体验超重和失重。
1. 人起跳过程和从高处跳下,体验超重和失重。
6.飞机起飞或着陆或突遇气流,飞机上下颠簸,体验超重和失重
(船、跷跷板、轿子等)
7. 蹦床运动,人上下运动时,体验超重和失重。
……
【观察与思考】?为什么心脏病人不宜乘坐?
【观察与思考】人从离开起跳点开始经历了哪些过程?
蹦极是深受人喜爱的一种运动,刺激但危险性也大。曾有人这么形容蹦极时的感受:随着弹性绳的伸缩,一忽儿象掉入无底深渊,整个心脏都仿佛往上提;一忽儿又好象有一只大手把人往下压,想抬头都困难。
环绕地球飞行的宇宙飞船里用秤是称不出任何物体的重力的。那说明宇宙飞船内的物体都处于完全失重状态,飞船内的空间是一完全失重的空间。
宇宙探索中的超重和失重现象
1. 宇宙中的超重失重现象
2. 太空仓内的失重现象
3. 宇航员进餐实况
4. 杨利伟体验失重
侧面有一个洞的水瓶里面装满水,让水瓶做自由落体运动,水会不会从洞中射出来?为什么?
课外小实验
第六节 超重与失重
据报道,美国一产妇在完全失重的飞船里曾产下一男孩,现约8岁,该男孩所表现出的智力和体力远远超过了同龄儿童,被美国人戏称为“小超人”。
在完全失重的空间里,科学家们可以进行大量的生物、生理、生化、物理、医学等实验,并能取得地面上进行同样实验无法达到的优秀效果。完全失重的空间里还有许多未被开垦的处女地,各国宇航局都力图率先在这些领域取得突破性进展,为此,发达国家的宇航局也曾向世人征求可在飞船里进行实验的方案。
北京市一名中学生曾设计出一个方案:即研究在完全失重的条件下,人的思维反应速度是不变、变快还是变慢。受到了发达国家宇航局的关注。
如果在座的各位同学在这方面有什么奇思妙想,不妨寄与我国宇航部门,希望将来在我国飞船上进行的实验里,有你们设计的方案。
第六节 超重与失重(共7张PPT)
第五节 牛顿第二定律的应用
物体运
动情况
运动学
公 式
加速度
a
牛顿第
二定律
物体受
力情况
物体运
动情况
运动学
公 式
加速度
a
牛顿第
二定律
物体受
力情况
1.已知物体的受力情况,求物体的运动情况;
2.已知物体的运动情况,求物体的受力情况。
动力学的两类基本问题
物体运
动情况
运动学
公 式
加速度
a
牛顿第
二定律
物体受
力情况
1.已知物体的受力情况,求物体的运动情况;
【例1 】一只静止的木箱, 质量m=40千克, 现以200牛的斜向右下方的力F 推木箱, F 的方向与水平方向成α=30 , 使木箱沿水平地面运动. 木箱与地面间的动摩擦因数为 =0.30。
求:木箱在0.5秒末的速度和0.5秒内发生的位移.
F
α
【答案】s= 0.08m
【例2 】一个滑雪的人以v0=1.0 m/s的初速度沿山坡匀加速滑下, 山坡的倾角是30 , 5秒内滑下的路程为62m.
求:滑雪板与雪地之间的动摩擦因数 .
物体运
动情况
运动学
公 式
加速度
a
牛顿第
二定律
物体受
力情况
2.已知物体的运动情况,求物体的受力情况。
【答案】 = 0.04
练习
【练习1】质量为10kg的物体,沿倾角为300的斜面由静止匀加速下滑, 物体和斜面间的动摩擦因数为0.25,在2.0s内物体从斜面顶端下滑到底端。
求:物体的加速度多大 斜面有多长 (g取10 m/s2)
【答案】a = 2.85 m/s2 ,斜面长度s=5.7m
第五节 牛顿第二定律的应用
【练习2】用弹簧秤拉着一个物体在水平面上做匀速运动, 弹簧秤的示数是0.40N. 然后用弹簧秤拉着这个物体在水平面上做匀变速运动, 测得加速度是0.85 m/s2, 弹簧秤的示数是2.10N。这个物体的质量是多大
第五节 牛顿第二定律的应用
【答案】m=2 kg
练习
【练习3】质量为40kg的物体静止在水平面上, 当在400N的水平拉力作用下由静止开始经过16m时, 速度为16 m/s, 求物体受到的阻力是多少
第五节 牛顿第二定律的应用
F
【答案】80N
【练习4】一个木箱沿着一个粗糙的斜面匀加速下滑, 初速度是零,经过5.0 s的时间, 滑下的路程是10m, 斜面的夹角是300,求木箱和粗糙斜面间的动摩擦因数。(g取10 m/s2)
第五节 牛顿第二定律的应用
【答案】μ=0.48(共4张PPT)
一个物体对另一个物体有作用力时,同时也受到另一个物体对它的作用力。物体间的这种相互作用力称为作用力与反作用力。把其中的一个力叫做作用力,另一个力就叫做反作用力。
二.探究作用力与反作用力的关系
第六节 作用力与反作用力
同时
不同
相反
相等
相同
一.作用力与反作用力
力的概念——力是物体间的相互作用。
作用力与反作用力产生的是否同时?
作用力与反作用力的受力物体是否相同?
作用力与反作用力的方向是否相同?
作用力与反作用力的大小是否相等?
作用力与反作用力的性质是否相同?
第六节 作用力与反作用力
三.牛顿第三定律
一.内容
——两个物体之间的作用力和反作用力总是大小相等,方向相反,作用在一条直线上。
【说明】牛顿第三定律又叫作用力与反作用力定律
二.作用力和反作用力的关系:
①同时性——作用力与反作用力同时产生。
②相等性——作用力与反作用力的大小相等。
③反向性——作用力与反作用力的方向相反。
④异体性——作用力与反作用力作用在不同物体上。
⑤同性质——作用力与反作用力的性质相同。
三.牛顿第三定律的应用实例1、实例2
第六节 作用力与反作用力
四.作用力、反作用力和一对平衡力的关系
作用力和反作用力 一对平衡力
作用在不同的物体上
作用在相同的物体上
性质相同
性质不一定相同
同时产生,同时消失
一个力的反作用力
只有一个
一个力的平衡力有可能是一个,也有可能是几个力的合力
不一定同时
第六节 作用力与反作用力
学以致用
1.牛顿第三定律在受力分析中的应用
2.牛顿第三定律在选择研究对象时的应用
F
v
F
如图所示:重为G=10N的小球在竖直挡板作用下静止在倾角为θ=300的光滑斜面上,已知挡板也是光滑的,求:
⑴小球对挡板弹力的大小;
⑵小球对斜面弹力的大小。(共5张PPT)
第二节 影响加速度的因素
【回顾】对力和运动关系的看法的发展历程
年 代 代表人物 对力和运动关系的看法
2000年前
古希腊 亚里士多德 力是维持物体运动状态的原因。
17世纪
意大利 伽利略 物体的运动并不需要力来维持。
1687年
英国 牛 顿 一切物体总保持匀速直线运动状态或静止状态(惯性),直到有外力迫使它改变这种状态为止。
牛顿第一定律定性地回答了力和运动的关系,
即:力不是维持物体运动的原因。
力是改变物体运动状态的原因。
本节开始研究——如何定量地回答力怎样改变物体运动状态?
第二节 影响加速度的因素
研究方向的确立:
①牛顿第一定律告诉我们力改变物体运动状态;
②物体的运动状态由物体的速度唯一表征;
③改变物体运动状态改变也就是物体的速度的改变;
④物体的速度要改变就必须有加速度;
⑤所以,研究方向确定为:力——加速度 的关系。
如何定量地研究力改变物体运动状态呢?
因此,牛顿第一定律也可以理解为:
——力是产生加速度的原因。
第二节 影响加速度的因素
既然研究方向确定为:力——加速度 的关系,
那么影响加速度的因素就成为十分重要的问题。
【问题】影响加速度的因素是什么?
影响物体的加速度的因素可能是:
①物体的质量m。
②物体受到的合外力F。
素材一:打乒乓球
素材三:小球运动
素材二:排球比赛
——加速度可能与物体受到的合外力有关
【猜想与假设】
第二节 影响加速度的因素
【实验方法】
【设计与提示】
——控制变量法
1.控制质量m不变,探究加速度a与合外力F的关系;
2.控制合外力F 不变,探究加速度a与质量m的关系;
【问题】
1.在如下装置中,小车从静止释放,作何种运动?
2.要测定小车的加速度,必须首先测定哪些物理量?
3.设计怎样一个表格来记录实验数据?
第二节 影响加速度的因素
【实验与探究一】——加速度a 与物体所受合外力F 的关系
【实验与探究二】——加速度a 与物体质量m 的关系
【实验结论】——加速度 a 与物体所受合外力F 成正比。
【实验结论】——加速度 a 与物体质量m 成反比。(共6张PPT)
3.伽利略合理推论:
——当斜面倾角增大到900,即斜面与地面垂直时, s∝t2仍然存在,但 比值随倾角的增大而增大。
4. 【结论】自由落体运动是一种特殊的匀变速直线运动。
第二章 探究匀变速直线运动的规律
本节思维线索:
第三节 从自由落体到匀变速直线运动
1.从斜面实验出发得出初速为零的匀变速直线运动规律s∝t 2
2.伽利略经过多次斜面实验发现:斜面的倾角逐渐增大时,s∝t 2仍然存在,但 比值随倾角的增大而增大。
第三节 从自由落体到匀变速直线运动
一.匀变速直线运动规律的推导:
1.代数法
位移公式:
平均速度:
第三节 从自由落体到匀变速直线运动
结论:匀变速直线运动的 v—t 图中面积表示物体的位移。
位移公式:
平均速度:
2.几何法
第三节 从自由落体到匀变速直线运动
二.匀变速直线运动规律小结:
速度公式:
位移公式:
重要推论:
纸带分析重要结论:
匀变速直线运动的物体在相邻的相等的时间间隔T内的位移之差△s是相同的。即:△s = aT 2 ——常用来求加速度。
匀变速直线运动的物体在某一时间内的平均速度等于该时间中点时刻的瞬时速度。
即:
——常用来求瞬时速度。
第三节 从自由落体到匀变速直线运动
【例题1】一艘快艇以2 m/s2的加速度在海面上作匀加速直线运动,快艇的初速度是6 m/s。求这艘快艇在8 s末的速度和8s内的位移。
【讨论与交流】
1.此题还有其他方法求解吗?
2.若快艇熄火后,以2m/s2的加速度作匀减速运动,其解如何呢?
【特别提醒】
解物理习题要注意物理情景,切忌死套公式。
第三节 从自由落体到匀变速直线运动
【例题4】一个质点从静止开始,先以加速度a1作匀加速直线运动,紧接着又以大小为a2的加速度作匀减速直线运动,直至静止,质点运动的总时间为t,求它运动的总位移。
【答案】
【例题2】物体作初速度为5 m/s的匀加速直线运动,在10 s内位移为100 m,求物体在10 s末的速度。
【答案】15 m/s
【例题3】一辆以20 m/s速度匀速行驶的汽车,看见前面路面有情况,需紧急刹车,在20 m内停下来,求汽车刹车时需要产生的加速度。
【答案】a≥10 m/s2(共3张PPT)
第二章 探究匀变速直线运动的规律
物体的运动构成了美丽丰富的自然界,各种运动都有自身不同的特点,人们都是尽量从一些简单的运动形式入手,然后再去理解复杂运动。
这种解决问题的思路被人们称之为由简单到复杂。
自由落体运动是日常生活中司空见惯的运动,本章通过对落体运动的研究,去探索匀变速直线运动的规律,为研究复杂的运动规律打下基础。
研究方法:
第一节 探究自由落体运动
1.观点
——物体从空中下落的快慢与物体质量有关。重的物体下落得快。
2.结论
【结论1 】如果把石头和树叶捆在一起,其下落的速度应该比其中任一物体下落的速度快。
【结论2 】如果把石头和树叶捆在一起,独自下落较慢的树叶就会拖慢独自下落较快的石头,最终其下落的速度应该比石头独自下落的速度慢。
显然,这两个结论是“自相矛盾”的。
一.亚里士多德观点的“自相矛盾”
亚里士多德的观点不攻自破。
第一节 探究自由落体运动
二.影响物体从空中下落的快慢的因素——牛顿管实验
牛顿管实验结论:
影响物体从空中下落的快慢的因素——空气阻力。
自由落体运动
——物体仅在重力作用下,从静止开始下落的运动。
三.自由落体运动的信息记录
请保存好纸带,并课后完成教材P22 〖思考题〗。
物体从空中下落的快慢究竟与哪些因素有关呢?
请完成教材P20 〖实验与研究〗
结论:物体下落快慢与物体重量没有必然联系。(共11张PPT)
第五节 共点力的平衡条件
作用在物体的同一点,或作用线相交于一点的几个力称为共点力。
一.共点力
限 速40km/s
G
F2
F1
F1
F2
F3
F
f
N
G
为了明确表示物体所受的共点力,在作示意图时,可以把这些力的作用点画到它们作用线的公共交点上。
在不考虑物体转动的情况下,物体可以当作质点看待,所以力的作用点都可以画在受力物体的重心上。
第五节 共点力的平衡条件
平衡状态
——物体处于静止或者匀速直线运动的状态叫做平衡状态。
二.寻找共点力的平衡条件
平衡条件:
——在共点力作用下物体的平衡条件是合力等于零。
N
G
静止在桌面上的木块
F
f
N
G
匀速行驶的汽车
G
N
f
静止在斜面上的木块
第五节 共点力的平衡条件
三.学以致用
1.质量为m的木块在与水平方向成θ角的推力F的作用下,在水平地面上作匀速运动,已知木块与地面间的摩擦因数为μ,那么木块受到的滑动摩擦力为:
A. μmg
B. μ(mg+Fsinθ)
C. μ(mg-Fsinθ)
D. Fcosθ
θ
此题答案:
B、D
第五节 共点力的平衡条件
2.某公园要在儿童乐园中建一座滑梯,已知斜面与物体间滑动摩擦因数μ= 0.75,那么倾角θ至少要多少度儿童在斜面上才可以由静止开始滑下?
此题答案:
要多少度?
倾角θ至少要37°
第五节 共点力的平衡条件
3.在竖直墙壁上,用斜向上的恒力按着一重为G的木块沿墙壁作匀速运动,F与竖直方向的夹角为θ,求滑动摩擦因数μ。
N
F
G
f
f
N
F
G
θ
此题答案:
第五节 共点力的平衡条件
4.如图所示,斜面倾角θ,木块M和斜面间滑动摩擦因数为μ,问物体m质量多大时,才能使木块匀速运动?。
此题答案:
M
m
θ
第五节 共点力的平衡条件
——当物体处于平衡状态时,它所受的某一个力与它受的其余的力的合力等值反向。
重要推论
共点力的平衡解题方法小结
1.正确选取研究对象
2.隔离物体,分析物体的受力,画出受力图
3.根据作用效果,准确进行力的分解
4.根据平衡条件,列方程求解
正交分解法解平衡问题的一般思维程序为
①选择研究对象:处于平衡状态下的物体;
②对研究对象进行受力分析,画好受力图;
③建立直角坐标系(原则是尽量减少力的分解);
④根据平衡条件布列方程
⑤解方程(组),必要时验证结论。
此方法是力学解题中应用最普遍的方法,应注意学习。
⑴共点力作用下物体的平衡条件是:F合= 0;
⑵在建立直角坐标系时,要考虑尽量减少力的分解。
正交分解法把矢量运算转化成标量运算,极大的降低了数学应用的难度。
正交分解法
5.三段不可伸长的细绳OA、OB、OC能承受的最大拉力相同,它们共同悬挂一重物,如图示。其中OB是水平的,A端、B端固定。若逐渐增加C端所挂物体的质量,则最先断的绳:
A.必定是OA ;
B.必定是OB;
C.必定是OC ;
D.可能是OB,也可能是OC 。
A
O B
C
此题答案:
A
正交分解法
6.如图所示,质量为m的物体放在倾角为θ的斜面上,它与斜面的滑动摩擦因数为μ,在水平推力的作用下,物体沿斜面向上匀速滑动,则物体所受的摩擦力为:
A.μmgcosθ
B.μ(mgcosθ+Fsinθ)
C.μ(mgcosθ-Fsinθ)
D. Fcosθ-mgsinθ
θ
此题答案:
B、C
正交分解法
7.如图所示,斜面倾角为θ,物体A质量为m ,沿斜面匀速下滑,板B静止,B和A的质量相等,若A与B间,A与斜面间的滑动摩擦因数相同,求绳上的拉力。
B
A
此题答案:
正交分解法(共2张PPT)
第三节 力的等效和替代
一.力的等效
二.力的替代
——力的作用效果相同简称为力的等效。
生活中很多事情可以一个力完成也可多个力完成。说明一个力常常可以跟几个力共同达到相同效果。
——如果一个力的作用效果与另外几个力的共同作用效果相同,那么这一个力与另外几个力可以相互替代。
1. 合力——一个力作用在物体上,它产生的效果和几个力共同作用在该物体上产生的效果相同,这个力就叫做那几个力的合力。
2.分力——那几个力就叫做这个力的分力。
3.力的合成——求几个力的合力叫做力的合成。
4.共点力——几个力如果都作用在物体上的同一点 或它们的作用 线相交与同一点,则这几个力叫做共点力。
三. 合力与分力的关系【探究】
第三节 力的等效和替代
【结论】
——如果用表示两个分力的线段为邻边作一个平行四边形,则这两个邻边之间的对角线就表示合力的大小合方向。这就是力的平行四边形法则。
②分
●园
②园②
园园团
②园②
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◎⊙画眵
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多宁(共8张PPT)
第一节 探究形变与弹力的关系
在运动场上跳远时要用踏跳板,撑杆跳高运动员的杆,短跑的起跑器都是利用弹力。
同学们还可以举出更多利用弹力的例子吗?
——拉弓射箭、跳跳床、跳水踏跳板、跳马的踏板……
弹力是怎样产生的呢?
弹力的概念:
——产生形变的物体由于要恢复原状,会对与它接触的物体产生力的作用,这种力称为弹力。
——弹力是伴随着物体的形变而产生的。
注意二个概念
形变——物体形状和体积发生变化简称为形变。
弹性——物体具有的形变后恢复原状的性质称为弹性。
【请带着以下问题阅读教材P36并回答】
1.什么是形变?是什么原因导致了形变?
2.常见的形变有哪些形式?
3.怎样理解弹性限度?
4.你能细致叙述弹力产生的过程吗?
第一节 探究形变与弹力的关系
第一节 探究形变与弹力的关系
1.常见的形变
①压缩形变 ②拉伸形变 ③弯曲形变 ④扭曲形变
2.形变的产生原因——外力的作用(力的作用效果之一)
【说明】在外力的作用下,任何物体都会发生形变
一.认识形变——物体形状和体积发生变化简称为形变。
3.微小形变的观察:
4.弹性限度——①形变角度 ②外力角度 ③弹性角度
5.形变的类型:
①弹性形变——撤去外力后,物体能完全恢复原状。
②非弹性形变——撤去外力后,物体不能完全恢复原状。
①通过光线“放大”形变
②通过液柱高度变化“放大”形变
【注意】“弹性限度内” = “弹性形变”
2.弹力的产生过程:
①外力作用在物体上
②受力物体发生弹性形变
③发生弹性形变的物体恢复形变
④恢复形变过程中对施加外力作用的物体有弹力作用
第一节 探究形变与弹力的关系
二.探究弹力——弹力是伴随着物体的形变而产生的。
1.弹力——产生形变的物体由于要恢复原状,会对与它接触的物体产生力的作用,这种力称为弹力。
【小贴士】弹力的产生与历史经验的吻合
哪里有压迫,哪里就有反抗,
压迫越深重,反抗就越强烈。
第一节 探究形变与弹力的关系
3.常见的弹力表现(只要符合弹力产生特征的力都归属于弹力)
①物体间的压力
②物体间的支持力
③绳子的拉力 ……
①物体间的压力——垂直于支持面,指向被压的物体;
②物体间的支持力——垂直于支持面,指向被支持的物体。
③绳子的拉力——沿绳子走向,指向绳子收缩的方向;
4.弹力的矢量性(方向)
第一节 探究形变与弹力的关系
三.探究弹力与形变的定量关系
①式中比例系数 k 称为弹簧的劲度系数。
②不同的弹簧,其劲度系数一般是不同的。
③影响k的因素:材料、粗细、长度、匝数······
④胡克定律通常用来计算弹簧弹力的大小。
胡克定律
——在弹性限度内,弹簧弹力 F 的大小与弹簧的伸长(或缩短)量 x 成正比。
即
F = k x
本节小结
1.常见的形变
①压缩形变 ②拉伸形变 ③弯曲形变 ④扭曲形变
2.形变的产生原因——外力的作用
3.形变的类型(弹性限度)
①弹性形变——撤去外力后,物体能完全恢复原状。
②非弹性形变——撤去外力后,物体不能完全恢复原状。
一.认识形变——物体形状和体积发生变化简称为形变。
二.探究弹力——弹力是伴随着物体的形变而产生的。
胡克定律
——在弹性限度内,弹簧弹力 F 的大小与弹簧的伸长(或缩短)量 x 成正比。
即
F = k x
【题目】自行设计实验测定一精确弹簧秤弹簧的劲度系数
【内容】学生自行组织利用工具研究一精确弹簧秤弹簧的劲度系数的测定方法,方法不限,记录实验数据,写出实验报告。
【要求】实验报告必须说明:
①实验目的
②实验原理
③实验仪器
④实验方法和步骤
⑤实验结论。
【探究活动】——自行设计实验测定一精确弹簧秤弹簧的劲度系数
第一节 探究形变与弹力的关系(共6张PPT)
一.平行四边形法则
【结论】
——如果用表示两个分力的线段为邻边作一个平行四边形,则这两个邻边之间的对角线就表示合力的大小合方向。这就是力的平行四边形法则。
第四节 力的合成和分解
二.合力的计算
第四节 力的合成和分解
1.作图法——平行四边形法则
2.函数法——三角函数
特例:若两个分力夹角为900,则可用勾股定理
【结论】
二个力合力的大小范围:
F1 -F2 ≤F合≤ F1+F2
三.分力的计算
在进行力的分解时,一般先根据力的作用效果来确定分力的方向,再根据平行四边形法则来计算分力的大小。
力的作用效果如何体现呢?
第四节 力的合成和分解
F
【练习1】试根据效果将以下各力进行分解
第四节 力的合成和分解
第四节 力的合成和分解
【练习2】 两个共点力,一个是40N,另一个等于F,它们的合力是100N,则F 的大小可能是:
A.20N B.40N C.80N D.160N
【练习3】已知合力的大小和方向,在下列情况下,求分力有几种可能性?
⑴已知一个分力的大小和方向,求另一个分力的大小和方向;
⑵已知两个分力的方向,求两个分力的大小
⑶已知两个分力的大小,求两个力的方向
⑷已知一个分力的大小,另一个分力的方向,求另外两个物理量
【练习4】一质点受到几个力的作用,一质点所在位置为原点坐标系,下面叙述正确的是:
A.如果几个力都在xoy平面内,则它们的合力也一定在xoy平面内;
B.如果几个力不在xoy平面内,则它们的合力也一定不在xoy平面内;
C.如果其中一个力不在xoy平面内,则它们的合力也一定不在xoy平面内;
D.如果其中几个力不在xoy平面内,则它们的合力也可能在xoy平面内。
第四节 力的合成和分解(共11张PPT)
第二节 研究摩擦力
人能在地上行走而不是一步一滑,是因为人与地面存在摩擦;行驶的自行车要停下来,需要刹车,也是因为闸皮与轮圈之间有摩擦;琴弓在琴弦上拉动,奏出美妙的音乐,也是因为摩擦……
在自然界,摩擦无处不在。
摩擦力
——当相互接触且相互挤压的物体之间有相对运动或相对运动趋势时,接触面间产生的阻碍相对运动或相对运动趋势的力,称为摩擦力。
摩擦力的分类:
摩擦力的方向:
①滑动摩擦力——与相对运动方向相反
②静摩擦力——与相对运动趋势方向相反
第二节 研究摩擦力
一.滑动摩擦力
1.滑动摩擦
——当相互接触的物体之间有相对滑动时,物体之间产生的摩擦称为滑动摩擦。
2.滑动摩擦力
——当相互接触(且相互挤压)的物体之间有相对滑动时,物体之间产生的阻碍相对运动力,称为滑动摩擦力。
3.滑动摩擦力的计算:
【说明】
①μ——动摩擦因数,由物体材料、接触面粗糙程度决定;
②N——正压力;注意:正压力与重力的关系。
③滑动摩擦力的方向——与相对运动方向相反,与接触面相切。
几种常见材料间的动摩擦因数
材 料 动摩擦因数
钢——钢 0.25
木——木 0.30
木——金属 0.20
皮革——铸铁 0.28
钢——冰 0.02
木——冰 0.03
橡皮轮胎——路面(干) 0.71
仔细观察以下图片,你能得出什么判断?
第二节 研究摩擦力
二.研究静摩擦力
1.静摩擦
——当相互接触(且相互挤压)的物体之间有相对滑动趋势时,物体之间产生的摩擦称为静摩擦。
2.静摩擦力
——当相互接触(且相互挤压)的物体之间有相对滑动趋势时,物体之间产生的摩擦力,称为静摩擦力。
【实验探究】静摩擦力
【实验结论】
1.木块静止时,静摩擦力随着弹簧测力计的拉力增大而增大;
2.木块刚要运动时,静摩擦力达到最大值;叫做最大静摩擦力。
3.木块运动以后,受滑动摩擦力作用,且滑动摩擦力比最大静摩擦力略小。
【说明】
1.静摩擦力的大小:0≤f ≤f max
2.为简便计算,可以认为最大静摩擦力近似等于滑动摩擦力。
3.静摩擦力的方向:与相对运动趋势方向相反,与接触面相切。
【课外阅读】
1.增大和减小摩擦的方法
2.自行车与摩擦力
3.防抱死刹车装置——ABS
第二节 研究摩擦力
【阶段性记分作业】
假如我们生活中没有摩擦,将会有什么结果?
以此为内容,写一篇科幻短文(500字)
1.用弹簧秤拉一个重5牛顿的木块在水平桌面上做匀速运动,其示数为1牛顿,则摩擦力为 牛顿。
2.下面哪个是利用了有益摩擦: ;
哪个是减小了有害摩擦: 。
A.搬重物时在重物下搁置圆木;
B.刹车;
C.鞋子底部的花纹;
D.自行车的轴承;
E.车轮上的花纹。
3.关闭发动机后,汽车为什么会停下来?
4.摩擦力总是阻力吗?
【课堂练习】
【例题】小明在一次劳动中负责把一个重为500kg的装满书的书柜从教室前面搬到后面,书柜与地面间的动摩擦系数为0.4,小明最大推力为1200N,小明沿水平方向使劲地推了一下,书柜一动也不动,这下小明心急了:教室里只剩下他一个人,怎样也搬不动啊!
⑴小明开始使劲推一下书柜,不动,书柜一共受到几个力的作用?
⑵为了小明能够完成任务,试用你学过的知识,帮小明想一个办法。
⑶小明至少要先搬走多少书才能完成任务?
(设:f 静最大= f 动,g=10 m/s2)
【课堂练习】
【例题】关于滑动摩擦力,下列说法正确的是:
A.物体在支持面上的滑动速度越大,滑动摩擦力也一定越大;
B.滑动摩擦力的方向一定与物体相对支持面的滑动方向相反;
C.接触面的滑动摩擦系数越大,滑动摩擦力也越大;
D.滑动摩擦力的方向与物体运动方向相反。
【课堂练习】
【例题】板对木块A有没有摩擦力?方向如何?
【课堂练习】
【例题】某同学用弹簧秤称一木块重5N,把木块水平桌面上,弹簧秤水平地向右拉木块.
(1)当弹簧秤读数为1N时,木块未被拉动,这时木块受到的是______摩擦力,大小是______,方向向______.
(2)当弹簧秤的读数是2.1N时,木块刚好开始移动,此时木块受的是______摩擦力,大小是______, 方向向______.
(3)开始运动后,使木块保持匀速直线运动,弹簧秤的读数变为2N,此时木块受到的是______摩擦力, 大小是______,动摩擦因数μ=______.
(4)若使弹簧秤在拉动木块运动中读数变为3N时,木块受到的摩擦力是______摩擦力,大小是______.
(5)木块离开弹簧秤继续滑动,这时木块受到的是______摩擦力,大小是______
【课堂练习】(共8张PPT)
【小结】探究牛顿第二定律的实验方法
【加速度的计算】
【实验方法】
——控制变量法
1.控制质量m不变,探究加速度a与合外力F的关系;
2.控制合外力F 不变,探究加速度a与质量m的关系;
【设计与提示】
要测定小车的加速度,必须首先测定哪些物理量?
①小车运动的位移s
②小车运动位移s所用时间t
实验所采用的设计不同,小车加速度的计算方法不同。
【注】小车加速度的计算式:
【小结】探究牛顿第二定律的实验方法
〖方法一〗
——实验装置如图
①小车位移s——由斜面一侧的刻度尺直接读出
②小车运动时间t——由秒表测出
〖问题〗
——如何实现变量控制?
【小结】探究牛顿第二定律的实验方法
〖方法二〗
——实验装置如图
①小车位移s——由刻度尺从纸带直接测出
②小车运动时间t——由纸带测出
〖问题〗
——如何实现变量控制?
【注】小车加速度的计算式:
【小结】探究牛顿第二定律的实验方法
〖方法三〗
——实验装置如图
①小车位移s——由气垫导轨一侧刻度尺直接读出
②小车运动时间t——由电子计时器测出
〖问题〗
——如何实现变量控制?
【注】小车加速度的计算式:
【小结】探究牛顿第二定律的实验方法
〖方法四〗
——实验装置如图
①小车附载遮光板的宽度s——由刻度尺直接读出
②遮光板通过光电门的时间t——由电子计时器测出
③分别计算出遮光板通过光电门的速度v1、v2
④两个光电门之间的距离——由气垫导轨一侧刻度尺直接读出
〖问题〗
——如何实现变量控制?
【注】小车加速度的计算式:
【小结】探究牛顿第二定律的实验方法
〖方法五〗
——实验装置如图
①小车位移s——由位置传感器直接自动测出
②小车运动时间t——由传感器脉冲时间自动给出
〖问题〗
——如何实现变量控制?
【小结】探究牛顿第二定律的实验方法
①加速度 a 与物体所受合外力F 成正比。
②加速度 a 与物体质量m 成反比。
【探究实验结论】
即
在国际单位制下,k =1(共6张PPT)
第二章 探究匀变速直线运动规律
本节线索
3.验证——由实验纸带验证位移和速度公式的正确,进而确定 猜想的正确,即:自由落体运动是匀加速直线运动。
1.猜想——自由落体运动是匀加速直线运动。
2.推理——在猜想前提下,推导出自由落体运动的位移和速度。
第二节 自由落体运动规律
第二节 自由落体运动规律
一.猜想——自由落体运动是匀加速直线运动。
二.推理——在猜想前提下,推导出自由落体运动的位移和速度。
三.验证——由实验纸带验证位移和速度公式的正确,进而确定猜想的正确,即:自由落体运动是匀加速直线运动。
1.从实验纸带可以看出,自由落体运动肯定是加速运动;
2.匀加速直线运动是最简单的加速运动;
3.假设:自由落体运动是匀加速直线运动。
第二节 自由落体运动规律
四.自由落体运动的规律
1.自由落体运动的加速度:g =9.8m/s2 (粗略计算时:g =10m/s2 )
【说明】
①重力加速度g的方向总是竖直向下的;
②地球上同位置不同高度处的重力加速度是不同的,高度低处g大,高度高处g 小;
③地球上不同位置的重力加速度一般是不同的,纬度低处g小,纬度高处g大。
第二节 自由落体运动规律
【例题2】一自由下落的物体最后1s 下落了25m,则此物体从多高处下落?(g取10m/s2)
【答案】h = 45m,t = 3s
【例题1】教材P24例题。
【例题3】请你设计一个测定一口较深的水井的深度简单方案。实际测量时需要准备哪些器材?具体如何操作?请实际做一做。
【点评】此题属于开放的设计型实验题,答案不一定是唯一的。一方面要求灵活应用所学理论知识来设计实验原理,另一方面要求能够合理安排实验步骤,能力要求较高。请同学们对此类问题要足够重视。
第二节 自由落体运动规律
五.反应时间的测定
1.思考一下,测定反应时间的原理是什么?
2.请同学们两人一组亲自动手做一次,测定自己的反应时间。
重力加速度的数值 g /(m/s2)
第二节 自由落体运动规律
地点 纬度 重力加速度
赤道 00 9.780
广州 23006’ 9.788
武汉 30033’ 9.794
上海 31012’ 9.794
东京 35043’ 9.798
北京 39056’ 9.801
纽约 40040’ 9.803
莫斯科 55045’ 9.816
北极 900 9.832(共7张PPT)
牛顿第二定律的内容
——物体的加速度a跟作用在物体上的合外力F成正比,跟物体的质量m成反比。
当适当选取单位使k=1, 则: F合 =ma
使质量为1kg的物体产生1m/s2的加速度的力,规定为1N.
牛顿第二定律
数学式:
a∝F合
说明:
2.同时性——力和加速度同时产生,同时消失。
1.因果关系——力是产生加速度的原因。
3.矢量性——加速度与合外力的方向一致。
4.瞬时性——此关系F合 =ma为瞬间关系。
1. F、m、a必须同时对应于同一物体.
2. F、m、a中F、a两个量是矢量,a的方向与F的方向一致。
3. a与F同时产生,同时变化,同时消失。
4. 由F合=ma计算出的a是相对地面而言的。
5. 当物体同时受到多个力的作用时,F是物体所受多个力的合力。
6. 利用F合=ma时必须统一单位(国际单位制)
牛顿第二定律
牛顿第二定律的理解:
牛顿第二定律
1.在牛顿第二定律F=kma中,有关比例系数k的下列说法,正确的是:
A.在任何情况下k都等于1;
B.k的数值是由质量、加速度和力的大小决定的;
C.k的数值是由质量、加速度和力的单位决定的;
D.在国际单位制中,k=1.
2.从F=ma得到m=F/a,可见物体的质量:
A.跟合外力成正比;
B.跟加速度成反比;
C.跟合外力及加速度无关;
D.跟合外力及加速度比值有关
牛顿第二定律
3.下列说法中正确的是:
A.物体所受合外力为零,物体的速度必为零.
B.物体所受合外力越大,物体的加速度越大,速度也越大.
C.物体的速度方向一定与物体受到的合外力的方向一致.
D.物体的加速度方向一定与物体所受到的合外力方向相同.
牛顿第二定律
牛顿第二定律
【例题】质量为8 103千克的汽车,在水平的公路上沿直线行驶,汽车的牵引力为1.45 104牛,所受阻力为2.5 103牛。
求:汽车前进时的加速度。
解题步骤:
1.研究对象:
汽车.
2.受力分析.
3.建立坐标系.
4.由F合=ma 列方程(组)。
5.解方程(组)。
G
N
f
x
y
F
【例题】如图,位于水平地面上质量为m的木块,在大小为F,方向与水平方向成 角的拉力作用下,沿地面作匀加速直线运动.若木块与地面之间的动摩擦因数为 ,求:木块的加速度.
F
v
G
N
f
x
y
牛顿第二定律
解题步骤:
1.研究对象:
汽车.
2.受力分析.
3.建立坐标系.
4.由F合=ma 列方程(组)。
5.解方程(组) 。(共5张PPT)
第一章 运动的描述
本章内容要点
第四节 速度变化的快慢 加速度
〖讨论与交流〗
一辆汽车从静止开始经过20s后,其速度变为20m/s;一位短跑运动员冲刺后的速度由10m/s经过5s变为0。
1.谁的速度大?
2.谁的速度变化大?谁的速度变化小?
3.谁的速度变化快一些?判断的依据是什么?
4.速度大小、速度的变化大小、速度的变化快慢三者有关吗?
相关的概念:
①初速度:v0、末速度:vt
②速度的变化:△v=vt-vo
③速度变化的快慢:
〖结论〗
物体的速度变化有快有慢,速度变化的大小并不能描述速度变化的快慢。
第四节 速度变化的快慢 加速度
一.加速度——表示速度改变快慢的物理量
1.定义——速度的改变跟发生该改变所用时间的比值称为加速度。
表达式:
2.矢量性——加速度的方向与△v=vt-vo方向相同。
3.单位——SI制中,加速度的单位是:m/s2(米每二次方秒)
二.说明:矢量的方向与 “+”“-”符号
符号规则:
①先选定正方向。如:以初速度 vo 的方向为正方向;
②其他矢量按与正方向同向则取“+”,反之则取“-”。
③所有矢量均带“+”“-”符号参与运算。
④最终结果若“+”,则表示与选定正方向同向,若“-”则反。
第四节 速度变化的快慢 加速度
【物理叙述】
前提:选取初速度的方向为正方向
①若a =0,物体作匀速运动;
②若a >0,物体作加速运动;
③若a <0,物体作减速运动;
④若a恒定不变,物体作匀加速运动。
【加速度的意义】
①加速度越大,物体的速度改变得越快。
②速度大小、速度的变化大小、速度的变化快慢三者无关。
〖例题1〗下列说法中正确的是:
A.加速度增大,速度一定增大;
B.速度改变量△v越大,加速度就越大;
C.物体有加速度,速度就增加;
D.速度很大的物体很大的物体,其加速度可以很小。
〖例题2〗一个物体作匀变速直线运动,某时刻速度的大小为4m/s,1s后的速度大小为10 m/s,则在这1 s内该物体的加速度可能为多少?
第四节 速度变化的快慢 加速度
√